국부 발진기(마스터 오실레이터) 수신기(송신기) 대부분의 경우 수신 주파수를 결정하는 신호 발생기라고 합니다. 그 역할을 보조라고 하지만 수신 또는 송신 장치의 품질에 매우 중요한 영향을 미칩니다.
국부 발진기의 목적과 헤테로다인 수신 원리
라디오 수신의 새벽에 수신기 회로를 구축할 때 국부 발진기를 사용하지 않았습니다. 입력 발진 회로에 의해 선택된 신호는 증폭된 다음 감지되어 저주파 증폭기에 공급됩니다. 회로의 발달로 이득이 큰 무선 주파수 증폭기를 구축하는 문제가 발생했습니다.
넓은 범위를 커버하기 위해 넓은 대역폭으로 수행되어 자기 여기(self-excitation)가 발생하기 쉽습니다. 전환 증폭기는 너무 복잡하고 성가신 것으로 판명되었습니다.
헤테로다인 수신의 발명으로 모든 것이 바뀌었습니다.조정 가능한(또는 고정된) 발진기의 신호는 믹서에 공급됩니다. 수신된 신호는 믹서의 다른 입력으로 공급되고 출력은 다양한 조합의 수신 신호와 국부 발진기의 주파수의 합과 차인 수많은 조합 주파수입니다. 실제 응용 프로그램에는 일반적으로 두 가지 주파수가 있습니다.
- 페테로다인-fsignal;
- f 신호 - f 헤테로다인.
이러한 주파수를 서로에 대한 미러 주파수라고 합니다. 수신은 한 채널에서 수행되고 두 번째는 수신기의 입력 회로에 의해 필터링됩니다. 그 차이를 중간 주파수(IF)라고 하며, 그 값은 수신 또는 송신 장치를 설계할 때 선택됩니다. 나머지 조합 주파수는 중간 주파수 필터에 의해 필터링됩니다.
산업용 장비의 경우 IF 값을 선택하는 기준이 있습니다. 아마추어 장비에서 이 주파수는 협대역 필터를 구축하기 위한 구성 요소의 가용성을 포함하여 다양한 조건에서 선택됩니다.
필터에 의해 선택된 중간 주파수는 IF 증폭기에서 증폭됩니다. 이 주파수는 고정되어 있고 대역폭이 작기 때문에(2.5 ... 3kHz이면 음성 정보를 전송하기에 충분합니다), 이를 위한 증폭기는 높은 이득으로 협대역으로 쉽게 만들 수 있습니다.
총 주파수가 사용되는 회로가 있습니다 - f 신호 + f 헤테로다인. 이러한 방식을 "상향 변환" 방식이라고 합니다. 이 원리는 수신기의 입력 회로 구성을 단순화합니다.
또한 직접 변환 기술(직접 증폭과 혼동하지 마십시오!)도 있는데, 이 기술에서는 수신이 거의 국부 발진기 주파수에서 수행됩니다.이러한 회로는 설계 및 조정의 단순성이 특징이지만 직접 변환 장비는 작업 품질을 크게 저하시키는 고유한 결함이 있습니다.
송신기는 또한 국부 발진기를 사용합니다. 그들은 반대 기능을 수행합니다. 저주파 변조 신호를 전송 주파수로 전송합니다. 통신 장비에는 여러 개의 국부 발진기가 있을 수 있습니다. 따라서 두 개 이상의 주파수 변환이 있는 회로를 사용하는 경우 각각 두 개 이상의 국부 발진기를 사용합니다. 또한 회로에는 전송 중 억제 된 캐리어 복원, 전신 소포 형성 등과 같은 추가 기능을 수행하는 로컬 발진기가 포함될 수 있습니다.
수신기의 국부 발진기의 전력은 작습니다. 대부분의 경우 몇 밀리와트로 모든 작업에 충분합니다. 그러나 국부 발진기 신호는 수신기 회로가 허용하는 경우 안테나로 누출될 수 있으며 몇 미터 거리에서 수신될 수 있습니다.
라디오 아마추어들 사이에 서구 라디오 방송국 청취가 금지되는 동안 특별 서비스 담당자가 "적의 목소리"(중간 주파수에 맞게 조정됨) 주파수에 맞춰진 수신기로 집 입구를 따라 걸었다는 전설이 있습니다. . 신호가 있으면 누가 금지된 방송을 듣고 있는지 확인할 수 있었습니다.
국부 발진기의 매개변수 요구사항
국부 발진기 신호의 주요 요구 사항은 스펙트럼 순도입니다. 국부 발진기가 정현파 이외의 전압을 생성하면 믹서에 추가 조합 주파수가 나타납니다.입력 필터의 투명 대역에 빠지면 추가 수신 채널과 "충돌 지점"이 나타납니다. 일부 수신 주파수에서는 유용한 신호 수신을 방해하는 휘파람이 발생합니다.
또 다른 요구 사항은 출력 신호 레벨과 주파수의 안정성입니다. 두 번째는 억제된 반송파(SSB(OBP), DSB(DBP) 등)로 신호를 처리할 때 특히 중요합니다. 전압 조정기를 사용하여 마스터 발진기에 전원을 공급하고 선택하여 출력 레벨의 불변성을 얻는 것은 어렵지 않습니다. 활성 요소(트랜지스터)의 올바른 모드.
주파수의 불변성은 구동 주파수 요소의 안정성(진동 회로의 커패시턴스 및 인덕턴스)과 장착 커패시턴스의 불변성에 따라 달라집니다. LC 소자의 불안정성은 대부분 국부 발진기의 작동 중 온도 변화에 의해 결정됩니다. 회로 구성 요소를 안정화하기 위해 온도 조절 장치에 배치되며 정전 용량 및 인덕턴스 값의 온도 편차를 보상하기 위해 특수 조치도 사용됩니다. 인덕터는 일반적으로 완전히 열적으로 안정적으로 만들어집니다.
이를 위해 특수 디자인이 사용됩니다. 코일은 강한 와이어 장력으로 감겨지고, 턴은 턴의 이동을 방지하기 위해 화합물로 채워지며, 와이어는 세라믹 프레임으로 태워집니다.
구동 커패시터의 커패시턴스에 대한 온도의 영향을 줄이기 위해 가열 또는 냉각 중에 상호 보상되도록 커패시턴스 온도 계수의 다른 값과 부호로 선택하는 두 개 이상의 요소로 구성됩니다.
바리캡을 커패시턴스로 사용하는 전자 제어 국부 발진기는 열 안정성 문제로 인해 널리 사용되지 않습니다. 가열에 대한 의존성은 비선형적이며 이를 보상하기가 매우 어렵습니다. 따라서 varicaps는 조정 요소로만 사용됩니다.
실장 커패시턴스는 구동 커패시터의 커패시턴스에 더해지며 불안정성은 주파수 드리프트로 이어집니다. 장착 불안정을 피하기 위해 국부 발진기의 모든 요소는 서로에 대한 최소한의 이동조차 피하기 위해 매우 단단하게 장착되어야 합니다.
마스터 발진기 건설의 진정한 돌파구는 지난 세기 독일의 분말 주조 기술의 30 년대 개발이었습니다. 이에 따라 무선기기 부품의 복잡한 3차원 형상을 제작할 수 있어 당시에는 없는 장착 강성을 실현했습니다. 이를 통해 Wehrmacht 무선 통신 시스템의 신뢰성을 새로운 차원으로 끌어올릴 수 있었습니다.
국부 발진기가 조정할 수 없는 경우 주파수 설정 요소는 일반적으로 석영 공진기. 이것은 매우 높은 생성 안정성을 얻는 것을 가능하게 한다.
최근 몇 년 동안 디지털 주파수 합성기를 LC 발진기 대신 국부 발진기로 사용하는 전환 추세가 있었습니다. 출력 전압 및 주파수의 안정성은 쉽게 달성되지만 스펙트럼 순도는 특히 신호가 저렴한 미세 회로를 사용하여 생성되는 경우 많이 요구됩니다.
오늘날 오래된 무선 수신 기술은 DDC(직접 디지털화)와 같은 새로운 기술로 대체되고 있습니다.수신장비의 국부발진기가 클래스로 사라질 날이 멀지 않았다. 그러나 이것은 그렇게 빨리 오지 않을 것이므로 헤테로다인에 대한 지식과 헤테로다인 수용의 원리는 앞으로도 오랫동안 요구될 것입니다.
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